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Lo stato del Montana si trova nella regione delle Montagne Rocciose e delle Grandi Praterie. L'altitudine media del territorio è di 1.040 m, con il punto più alto nel monte Granite Peak, 3.901, ed il più basso nel bacino del fiume Kootenai, 549 m.
La regione che fa parte delle Montagne Rocciose, occupa il settore occidentale dello stato. Si tratta di una zona modellata dalle glaciazioni, con un paesaggio di tipo alpino nel nord, caratterizzato da creste e valli scoscese. Tra le diverse catene montuose che formano l'insieme delle Montagne Rocciose nello stato del Montana, formazioni che si estendono da nord e nord-ovest fino a sud e sud-est dello stato, i monti Bitterroot sono tra i più importanti. Inoltre la regione delle Montagne Rocciose ha una subregione di ampie vallate, come la Flathead valley, ed un'altra di valli strette, di questa ultima divisione fanno parte due spettacolari parchi nazionali: il Glacier, a nord-ovest del Montana, e lo Yellowstone a sud, parco che il Montana condivide con Wyoming ed Idaho. Nello Yellowstone si trova il Granite Pike, il monte più elevato di questo stato.
L'altra grande regione fisica, è la zona delle Grandi Praterie, occupa tre quinti del territorio statale. Si tratta di una superficie pianeggiante che contrasta con la grandiosità delle Montagne Rocciose. A dispetto di questo contrasto, la regione delle praterie ha un'altezza considerevole. La pianura non è, tuttavia, uniforme poiché è interrotta da piccole catene montuose, sparse in tutta la regione, e sono un anticipo delle Montagne Rocciose. La parte nord della regione delle Praterie in Montana, è caratterizzata dagli effetti dell'erosione, e da depositi dell'azione glaciale.
Lo stato del Montana è attravesato dal Continental Divide, cioè la linea immaginaria dello spartiacque continentale che divide i grandi versanti fluviali del territorio degli Stati Uniti. Così, a ovest del Montana, i fiumi scorrono verso il bacino del Pacifico, attraverso il fiume Columbia, (compresi i fiumi Kootenai, Clark Fork, e Flathead), a est, i fiumi iniziano il loro corso in direzione del bacino del golfo, attraverso il sistema del Mississippi-Missouri, (compreso il fiume Missouri, che nasce nel Montana,ed i fiumi Marias, Milk e Yellowstone), mentre pochi sono i fiumi del Montana che versano le loro acque nella baia di Hudson. Il lago Flathead, alimentato dal fiume omonimo, è il più esteso dello stato.
Il clima del Montana è molto vario, visto che si trova in una zona colpita dalle correnti del Pacifico, e da quelle provenienti da est degli Stati Uniti. Inoltre, le due grandi zone geografiche in cui si divide il territorio, (Montagne Rocciose e Grandi Pianure), spiegano il contrasto climatico. In generale, possiamo dire che il territorio compreso nelle Grandi Praterie ha un clima semiarido, 330 mm di precipitazioni medie annuali, con inverni freddi interessati dall'effetto dei venti artici da nord, ed estati calde. La regione delle Montagne Rocciose non è caratterizzata da un clima omogeneo, poiché è condizionato dall'altitudine e dal versante. Infatti, nel versante ovest della zona più elevata, si registrano precipitazioni medie annuali di 1.090 mm, mentre nelle valli del versante orientale le precipitazioni medie annuali normalmente non superano i 500 mm. La temperatura media annuale in Montana è di 6 ºC.
Il Montana, soprannominato "Big Sky Country", è uno stato degli Stati Uniti occidentali famoso per i suoi paesaggi vasti e incontaminati, che ospitano una ricca varietà di flora e fauna. Dalle pianure erbose alle cime innevate delle Montagne Rocciose, il Montana offre un habitat ideale per una miriade di specie animali e vegetali. Il paesaggio del Montana si distingue per la sua diversità di ecosistemi, che determinano la presenza di una flora altrettanto variegata. Nelle pianure orientali, dove il clima è arido e le precipitazioni scarse, la vegetazione è dominata da erbe da prateria come la grama blu e l'erba buffala. Nelle zone più aride, queste praterie cedono il passo a una vegetazione di bassi cespugli, tra cui la salvia e l'artemisia. Lungo i corsi d'acqua, invece, si sviluppano boschi di pioppi, mentre sulle pendici collinari si possono trovare boschi di pini ponderosa, resistenti alla siccità. Man mano che ci si addentra verso le Montagne Rocciose, il clima diventa più fresco e umido, favorendo la crescita di foreste di conifere. Tra le specie più diffuse troviamo l'abete rosso, il pino lodgepole e l'abete Douglas. A quote più elevate, la vegetazione si fa più rada e lascia spazio a praterie alpine e tundra, dove crescono licheni, muschi e piccole piante fiorite come le stelle alpine. Il Montana è un paradiso per gli amanti della fauna selvatica. Tra gli animali più iconici troviamo il bisonte americano, un tempo quasi sterminato dalla caccia eccessiva, oggi ripopolato in alcune aree protette. Nelle zone montuose, invece, si possono incontrare predatori come il coyote, la lince, il visone, il puma, il grizzly e l'orso nero oltre a erbivori come l'alce, il cervo mulo. Tra gli uccelli, degni di nota sono l'aquila calva, il falco pellegrino e il gufo reale. Oltre ai mammiferi e agli uccelli, il Montana ospita una grande varietà di rettili, anfibi e pesci. Nelle praterie si possono trovare serpenti a sonagli, rane e coyote, mentre nei fiumi e nei laghi nuotano trote, salmoni e persici.